交換機的配置

交換機的配置第一頁，共四十一頁，2022年，8月28日知識要點：1、物理層、數據鏈路層和網絡層設備2、網絡設備的主要用途網絡設備概述重點與難點：1、網絡設備的工作原理2、交換機與路由器第二頁，共四十一頁，2022年，8月28日

計算機網絡是如何利用傳輸介質來實現資源共享和通信的呢？思考：網絡設備概述第三頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述計算機網絡由一組節(jié)點和鏈路組成的。節(jié)點：計算機、集線器（交換機）和路由器等。鏈路：雙絞線、同軸電纜、光纖和微波等。第四頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述第五頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述1、了解網絡設備的功能；2、理解網絡設備的工作原理；3、熟悉當前市場上的網絡設備類型；4、掌握中小型局域網的組建與維護。學習目標：第六頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述OSI參考模型：第七頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述（一）調制解調器

英文名稱為Modem，完成模擬信號和數字信號之間的轉換。一、物理層設備：第八頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

連入Internet后，當PC機向Internet發(fā)送信息時，由于電話線傳輸的是模擬信號，所以必須要用調制解調器來把數字信號“翻譯”成模擬信號，才能傳送到Internet上，這個過程叫做“調制”。調制：注：電話線路傳輸的是模擬信號，而PC機之間傳輸的是數字信號。

第九頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述解調：當PC機從Internet獲取信息時，由于通過電話線從Internet傳來的信息都是模擬信號，所以PC機想要看懂它們，還必須借助調制解調器這個“翻譯”，這個過程叫作“解調”。第十頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

數據通信設備（DCE）：提供建立、保持和終止聯接的功能，調制解調器就是一種DCE。

數據終端設備（DTE）：提供或接收數據。聯接到調制解調器上的計算機就是一種DTE。

知識點補充：第十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述ADSL(非對稱數字用戶環(huán)路)是DSL（數字用戶線路）家族中最常用，最成熟的技術，它是以電話線為傳輸介質的一種新的高速、寬帶技術。接入方式：第十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

中繼器是最簡單的連接設備，工作于網絡的物理層。它的作用是對網絡電纜上傳輸的數據信號經過放大和整形后再發(fā)送到其他電纜段上。因此，中繼器實際上只能算是數字信號的再生放大器。

（二）中繼器第十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

用中繼器擴展的網絡，不管增加多大的距離范圍，該網絡在邏輯上和物理上都是同一個網絡整體。

使用中繼器注意兩點：①不能形成環(huán)路；②考慮到網絡的傳輸延遲和負載情況，不能無限制的連接中繼器。

第十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述集線器又稱集中器，平時都習慣稱之為“Hub”

，它實質是一個多端口的中繼器。其外型如下圖所示：（三）集線器第十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述集線器發(fā)送數據時是沒有針對性的，而是以采用廣播方式發(fā)送，把數據包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點。

Hub主要用于共享網絡的組建，是解決從服務器直接到桌面最經濟的方案。它最適合于小型獨立的工作小組、部門或者辦公室。如家庭網和宿舍網的組建。第十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述由集線器組成的網絡是共享式網絡，即網絡中所有用戶共享一個帶寬，同時Hub也只能夠在半雙工下工作。

在交換式網絡中，Hub直接與交換機相連，將交換機端口的數據送到桌面。

第十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述集線器的連接主要有兩種：

(1)

集線器與計算機網卡的連接

按照直通線制作好的網線的水晶頭一端插入集線器的插孔中，另一端插入計算機網卡的插孔中。

(2)

集線器與集線器的連接通常情況下，集線器之間的連接采用級聯方式。將制作好的直通線的水晶頭一端接在集線器的普通端口上，另一端接在另一個集線器的級聯端口上。

若集線器沒有提供級聯端口，可以使用兩個普通端口連接以擴展網絡結點，將制作好的交叉線兩端分別插入一個集線器的插孔中。第十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述在實踐中，一般可以這么理解：

(1)

同種類型設備間使用交叉線連接，不同類型設備間使用直通線；

(2)

路由器和PC屬于DTE類型設備，交換機和Hub屬于DCE類型設備。DTE是數據終端設備，它主要用于處理用戶的數據。DCE是數據通信設備，介于DTE與傳輸介質之間，主要用于模擬信號與數字信號的轉換。第十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述二、數據鏈路層設備主要功能：將計算機的數據封裝成幀，通過連接到網卡上的網線將數據發(fā)送到網絡上，并接收從網絡上傳來的數據幀，將幀重新組合成數據發(fā)送到所在的計算機中。（一）網絡適配器

簡稱網卡，是計算機網絡中必不可少的基本網絡設備。第二十頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述網卡上面裝有處理器和存儲器（包括RAM和ROM）。網卡和局域網之間的通信是通過電纜或雙絞線以串行傳輸方式進行的。網卡和計算機之間的通信則是通過計算機主板上的I/O總線以并行傳輸方式進行。因此網卡的一個重要功能就是要進行串行/并行轉換。因此在網卡中必須裝有對數據進行緩存的存儲芯片。

由于網絡上的數據率和計算機總線上的數據率并不相同第二十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述（二）網橋

網橋(bridge)

，常用于連接兩個或更多個局域網的網絡互連設備。在網絡互聯中它起到數據接收、地址過濾與數據轉發(fā)的作用，用來實現多個網絡系統(tǒng)之間的數據交換。網間通信從網橋傳送，網內通信被網橋隔離。網橋不但能擴展網絡的距離或范圍，而且可提高網絡的性能、可靠性和安全性。第二十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述站的MAC地址網橋的端口00-90-27-99-11-cc100-90-27-99-15-05100-90-27-99-32-4d200-90-27-99-66-b22網橋1的交換表（站的MAC地址/網橋端口映射表）網橋端口1端口200-90-27-99-11-cc00-90-27-99-15-0500-90-27-99-32-4d00-90-27-99-66-b2LAN1LAN2網橋端口1端口200-90-27-99-11-cc00-90-27-99-15-0500-90-27-99-32-4d00-90-27-99-66-b2LAN1LAN2第二十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述網橋具有尋址和路徑選擇功能，它能對進入網橋數據的源/目的地址進行檢測。當使用網橋連接兩段LAN時，網橋對來自網段1的MAC幀，首先要檢查其目的地址。如果該幀是發(fā)往網段1上某一站的，網橋則不將幀轉發(fā)到網段2，而將其濾除；如果該幀是發(fā)往網段2上某一站的，網橋則將它轉發(fā)到網段2，這種功能稱為篩選/過濾功能，網橋起到了隔離作用，它隔離掉不需要在網間傳輸的信息，大大減少網絡的負載，在一定條件下具有增加網絡帶寬的作用，改善網絡的性能，從而提高了通信效率。

1、改善網絡性能，提高通信效率第二十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

由于網絡的分段，各網段相對獨立（屬于同一個網絡號），一個網段的故障不會影響到另一個網段的運行，從而提高了網絡的可靠性。

2、提高網絡可靠性3、隔離網段，提高網絡安全性網絡1和網絡2通過網橋連接后，網橋接收網絡1發(fā)送的數據包，檢查數據包中的地址，如果地址屬于網絡1，它就將其放棄，相反，如果是網絡2的地址，它就繼續(xù)發(fā)送給網絡2.這樣可利用網橋隔離信息，將同一個網絡號劃分成多個網段（屬于同一個網絡號），隔離出安全網段，防止其他網段內的用戶非法訪問。

第二十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述一個數據幀或包被傳輸到本地網段上的每個節(jié)點就是廣播。網橋對廣播信息不能識別，也不能過濾。于是容易產生A網絡廣播給B網絡工作站數據，又被重新廣播回A網絡，這種往返廣播，使網上出現大量冗余信息，最終形成廣播風暴。由于網絡拓撲的設計和連接問題，或其他原因導致廣播在網段內大量復制，傳播數據幀，導致網絡性能下降，并占用大量網絡帶寬，導致正常業(yè)務不能運行，甚至徹底癱瘓，這就是廣播風暴。為了避免廣播風暴導致網絡傳輸效率的低下，因此可將其進一步劃分為多個虛擬網（VLAN）來隔離廣播風暴。廣播風暴第二十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述（三）交換機

網橋技術比較復雜，多口網橋造價很高。1993年，局域網交換設備出現，1994年，國內掀起了交換網絡技術的熱潮。交換技術是一個具有簡化、低價、高性能和高端口密集特點的交換產品，體現了橋接技術的復雜交換技術在OSI參考模型的第二層操作。與網橋一樣，交換機按每一個包中的MAC地址相對簡單地決策信息轉發(fā)。與網橋不同的是交換機轉發(fā)延遲很小，操作接近單個局域網性能，遠遠超過了普通橋接互聯網絡之間的轉發(fā)性能。交換技術允許共享型和專用型的局域網段進行帶寬調整，以減輕局域網之間信息流通出現的瓶頸問題?，F在已有以太網、快速以太網、FDDI和ATM技術的交換產品。

第二十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述交換機是工作于OSI參考模型的第2層，即數據鏈路層的設備。它的工作原理是存儲轉發(fā)。

交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。目前交換機還具備了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。

交換機概述第二十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述當交換機從某一節(jié)點收到一個數據幀后，將立即在其內存中的地址表（端口號－MAC地址）進行查找，以確認該目的MAC地址的網卡連接在哪一個接口上，然后將該幀轉發(fā)至相應的接口，如果在地址表中沒有找到該MAC地址，也就是說，該目的MAC地址是首次出現，交換機就將數據包廣播到所有節(jié)點。擁有該MAC地址的網卡在接收到該廣播幀后，將立即做出應答，從而使交換機將其節(jié)點的“MAC地址”添加到MAC地址表中。交換機對目的地址具有記憶學習功能，是一種智能化的設備。交換機的工作原理第二十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述交換機的工作原理圖示：······端口16端口10端口2端口24SwitchRouterPC1PC2PC3PC400-50-56-C0-00-0800-50-56-C0-00-0100-11-D8-9E-74-D400-53-45-00-00-0016

2

1024

MAC地址

端口

00-50-56-C0-00-0100-11-D8-9E-74-D400-50-56-C0-00-0800-53-45-00-00-0000-53-45-00-00-0000-50-56-C0-00-01類型IP數據FCSNo!Yes!第三十頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述交換機是一種用于網絡連接的主要設備。交換機工作在MAC層，能完成數據包的轉發(fā)和封裝功能。如下圖是一個由交換機、集線器和路由器組成的計算機網絡，從中可以看出三者的主要作用和使用上的差別。

第三十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

1、從OSI體系結構來看，集線器屬于第一層物理層設備，而交換機屬于OSI的第二層數據鏈路層設備。集線器不能保證數據傳輸的完整性和正確性，而交換機則可保證數據傳輸的完整和正確性。2、從工作方式看，集線器是一種廣播模式，也就是說集線器的某個端口工作的時候，其它所有端口都能夠收聽到信息，容易產生廣播風暴，當網絡較大時網絡性能會受到很大影響；而交換機就能夠避免這種現象，當交換機工作的時候，只有發(fā)出請求的端口與目的端口之間相互響應而不影響其它端口，因此交換機就能夠隔離沖突域并有效地抑制廣播風暴的產生。

交換機與集線器的區(qū)別第三十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述3、從帶寬來看，集線器不管有多少個端口，所有端口都共享一條帶寬，在同一時刻只能有兩個端口傳送數據，其它端口只能等待，同時集線器只能工作在半雙工模式下；而對于交換機而言，每個端口都有一條獨占的帶寬，當兩個端口工作時不影響其它端口的工作，同時交換機不但可以工作在半雙工模式下而且可以工作在全雙工模式下。在下圖中，集線器連接的網絡中，AB進行通信時，CD不能同時通信；而交換機連接的網絡中，AB進行通信時，CD能同時通信。交換機與集線器的區(qū)別集線器連接的網絡交換機連接的網絡第三十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

交換機的類型按應用領域劃分

1、工作組交換機：工作組交換機是最常見的一種交換機，其特征是端口數量少，為信息點小于100臺的計算機聯網提供交換環(huán)境，對帶寬的要求不高，網絡的擴展性不高，一般為固定配置而非模塊化配置。

第三十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

交換機的類型2、部門級交換機：部門級交換機可以是固定配置，也可以是模塊配置，具有良好的擴充能力，一般有光纖接口。

3、企業(yè)級交換機：企業(yè)級交換機屬于高端交換機，它采用模塊化的結構，可作為網絡骨干構建高速局域網，企業(yè)級交換機的信息點在500個以上。企業(yè)級交換機僅用于大型網絡，且一般作為網絡的骨干交換機。第三十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日網絡設備概述

交換機的類型根據傳輸介質和傳輸速度

交換機可劃分為太網交換機、快速以太網交換機、千兆（G位）以太網交換機、10千兆（10G位）以太網交換機、FDDI交換機、A